2.3.2 热作模具材料的性能要求
热作模具的工作条件相当复杂,对于模具材料的特性要求也相当严格,为了满足热作模具的使用要求,热作模具材料应具备以下基本性能:
1)较高的强度和韧性相配形成的变形抗力和耐冲击力(主要指标:硬度、抗拉强度、冲击韧度),以使模具能够承受较大的变形力和冲击力。
2)较高的高温强度(主要指标:高温强度、高温抗拉强度、高温抗压强度、高温冲击韧度),以保证模具在高温条件下不发生塌陷、开裂。
3)良好的耐回火性,以使模具在工作温度下不发生软化;较好的冷、热疲劳性能,以使模具在冷热交变的工作条件下仍能有较高的使用寿命。
4)良好的抗氧化性和热熔性,以保证模具工作部分的尺寸精度和表面粗糙度。
5)较高的淬透性。热作模具一般尺寸较大,热锻模尺寸更大,为了使模具整个截面的力学性能均匀,并获得较高的强度,要求模具材料有高的淬透性。
6)具有良好的冷热加工工艺性。热作模具材料应具有良好的冷热加工性能,以提高产品质量,降低模具的制造成本,满足加工成形的需要。
7)高的热硬性、高温耐磨性。热硬性是指模具材料在一定温度下保持硬度、组织稳定性及抗软化的能力。热作模具的热硬性是其重要指标,同时高的高温硬度也是高温耐磨性的重要保证。
8)高的热疲劳强度。热作模具工作时反复受热受冷,在连续热应力的作用下,模具表面会形成网状裂纹,即热疲劳(这是热作模具失效的主要原因之一)。因此,要求热作模具材料必须具备良好的热疲劳性能。这是对热作模具材料的基本要求。
9)良好的导热性。为了使热作模具在工作时不因积热过多而导致力学性能下降,就要尽可能降低模具表面的温度,减小模具内部的温差。因此,要求模具材料具有良好的导热性。
由于各种热作模具的工作条件不同,故对模具材料的性能要求也不同。几种热作模具的工作条件及其对模具材料的性能要求见表2-37。
表2-37 几种热作模具的工作条件及其对模具材料的性能要求